(57)【要約】【課題】本発明では、浸透性の悪い木材に十分な浸透性、定着性を与えて、十分な防腐性能や防蟻性能を付与する金属化合物含有木材保存用組成物を提供することを課題としている。【解決手段】構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンと金属化合物とを含む水溶性木材保存剤を使用することにより、浸透性の悪い木材に十分な防腐性能や防蟻性能を付与することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンイミンと金属化合物とを含む水溶性木材保存剤であって、該ポリエチレンイミンは構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンであること特徴とする水溶性木材保存剤。
【請求項２】
前記酸素元素が、ヒドロキシル基、アミド基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基を構成することを特徴とする請求項１記載の水溶性木材保存剤。
【請求項３】
前記構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの分子量が３００〜１０００００であることを特徴とする請求項１〜２記載の水溶性木材保存剤。
【請求項４】
前記構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの酸素元素と窒素元素の比率が、酸素元素／窒素元素（Ｏ／Ｎ比）＝０．０００１〜１．０であることを特徴とする請求項１〜３記載の水溶性木材保存剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンと金属化合物とを含む水溶性木材保存剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
木材は、木材腐朽菌やカビによる腐朽が生じたり、乾材食害昆虫、シロアリによる劣化が起こったりするため、その保存方法として銅、亜鉛などの金属化合物を含有した木材保存剤が提案されてきた。このような金属化合物を含んだ木材保存剤は、塗布、浸漬、加圧注入などの方法で木材に使用されている。
【０００３】
金属化合物は、アンモニア、アルカノールアミン、アルキルジアミンなどの低級アミンと錯体を形成して水溶性とすることができる。これらの水溶性金属錯体を含有する木材保存剤は、木材への定着性が不十分であり、また浸透性の悪い木材への浸透性も十分でない。金属の定着性を向上させるために低級アミンの替わりに高分子量であるポリエチレンイミンを使用したもの（特許文献１参照）やポリエチレンイミンを使用することにより浸透性の悪い木材への浸透性を改良したもの（特許文献２参照）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許３１１５３７６号公報明細書
【特許文献２】特開２００１−１２１５１２号公報明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属化合物を含有した水溶性木材保存剤は、前述のように種々の改良がなされている。しかし、エゾ松やベイツガなどの浸透性の悪い木材には十分な浸透性が得られていないため、薬液注入量、湿潤度が満足できるレベルまで達していない。そのため、エゾ松やベイツガなどの浸透性の悪い木材に十分な防腐性能や防蟻性能などを付与することができていない。
【０００６】
そこで本発明では、浸透性の悪い木材に十分な浸透性、定着性を与えて、十分な防腐性能や防蟻性能を付与する金属化合物含有木材保存用組成物を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する方法を各種検討した結果、構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンと金属化合物とを含む水溶性木材保存剤が、浸透性の悪いエゾ松などの木材に対して深く浸透して、満足のできるレベルまで薬液注入量、湿潤度を増加させ、それにより、浸透性の悪い木材に十分な防腐性能や防蟻性能を付与することができることを見出した。
【発明の効果】
【０００８】
浸透性の悪い木材中に十分に浸透して薬液注入量、湿潤度を増加させることにより、浸透性の悪い木材に十分な防腐性能や防蟻性能を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の金属化合物含有水溶性木材保存剤は、（Ａ）金属化合物と、（Ｂ）構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンとを含んでいる。
【００１０】
本発明における金属化合物は、銅、亜鉛化合物がより好ましく、さらに言えば銅化合物が好ましい。銅化合物としては、酸化銅、水酸化銅、塩基性炭酸銅、塩基性硫酸銅、塩基性燐酸銅、塩基性硝酸銅から選ばれる少なくとも一種の化合物を用いることが好ましい。
【００１１】
構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの分子量は、３００〜１０００００であることが好ましい。
【００１２】
本発明における構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの酸素元素（原子）と窒素元素（原子）の比率は、酸素元素／窒素元素（Ｏ／Ｎ比）＝０．０００１〜１．０であり、好ましくは０．００１〜０．５であり、さらに好ましくは０．００４〜０．２である。Ｏ／Ｎ比が前記範囲であれば、木材への薬液注入量、湿潤度が向上して、木材に十分な防腐性能や防蟻性能を付与することができるため好ましい。
【００１３】
本発明における構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの酸素元素は、ヒドロキシル基、アミド基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基を構成することが好ましい。
【００１４】
本発明における構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの製造方法は、塩酸触媒下でエチレンイミンと酸素元素を有する化合物を共重合して合成してもよく、またポリエチレンイミンに酸素元素を有する化合物を付加など反応させて合成してもよい。
共重合に用いられる酸素元素を有する化合物としては、例えば、エポキシ類、イソシアネート類、アルコール類、アミド類、エーテル類、エステル類、ケトン類、カルボン酸類が好ましい。
【００１５】
具体的には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸などの有機酸とエチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのアミンとの反応生成物であるアミド化合物、ポリエチレングリコール、アミノプロピルビニルエーテルなどのエーテル化合物、アクリル酸エチル、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル、酢酸、プロピオン酸、アクリル酸などの有機酸が挙げられる。
【００１６】
付加に用いられる酸素元素を有する化合物としては、例えば、エポキシ類、イソシアネート類、アルコール類、アミド類、エーテル類、エステル類、ケトン類、カルボン酸類が好ましい。
【００１７】
具体的には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、グリシドール、エピクロロヒドリンなどのエポキシ含有化合物、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネートなどのイソシアネート含有化合物、アクリル酸エチル、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル、アクリル酸、酢酸、プロピオン酸などの有機酸が挙げられる。
【００１８】
本発明における構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンの含有量は、金属化合物の金属元素の重量１に対して、下限値は０．１以上が好ましく、さらには０．５以上がより好ましい。上限値は２０以下が好ましく、１０以下がより好ましい。
【００１９】
木材保存剤には、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、アミノエチルエタノールアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン、ネオペンタンジアミンなどのポリアミンおよび水溶性アミンを、木材への薬液注入量、湿潤度を損なわない程度の範囲内において使用することができる。
【００２０】
また木材保存剤には、脂肪族Ｃ５〜Ｃ２０カルボン酸、例えばヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、分岐鎖状カルボン酸、例えば２−エチルヘキサン酸、２−エチルヘプタン酸、２−エチルペンタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸、強度に枝分かれしたカルボン酸、例えばネオカルボン酸、ベルサチック酸、ジ−ｎ−アルキル酢酸、ジ−ｎ−アルキルプロピオン酸、置換Ｃ５〜Ｃ２０カルボン酸、例えばハロゲン化カルボン酸（２−ボルムヘキサン酸、２−ブロムオクタン酸）、エーテルカルボン酸、アミノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、例えばセバシン酸、シクロアルキルカルボン酸、例えばシクロヘキサンカルボン酸、シクロアリールカルボン酸、例えばフタル酸、サリチル酸、３−または４−ヒドロキシ−安息香酸、アミノヒドロキシカルボン酸、例えばアミノサリチル酸、ポリカルボン酸、例えばポリアクリル酸を、木材保存剤組成物に保存安定性を付与する目的で使用することができる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下ことわりのない場合、「％」は「質量％」を、「部」は「質量部」をそれぞれ示すものとする。
【００２２】
（合成例１）
セパラブルフラスコにモノエタノールアミン６０ｇ、３８％塩酸１３ｇを仕込み、８５℃以上まで昇温して、昇温後エチレンイミン９３０ｇを連続添加しながら、１００〜１３０℃の範囲で反応させた。反応生成物として、合成品１を得た（分子量１０００、Ｏ／Ｎ比＝０．０５）。
【００２３】
（合成例２）
セパラブルフラスコにアジピン酸とジエチレントリアミンの反応性生物９０ｇ、純水１７０ｇ、３８％塩酸１０ｇを仕込み、８５℃以上まで昇温して、昇温後エチレンイミン７３０ｇを連続添加しながら、８５〜９５℃の範囲で反応させた。反応生成物として、合成品２を得た（分子量２０００、Ｏ／Ｎ比＝０．０２）。
【００２４】
（合成例３）
ＮａＯＨ触媒下でポリエチレンイミン（分子量１８００）２５０ｇにエチレンオキサイド７５０ｇを１５０℃で反応させた。反応生成物として、合成品３を得た（分子量１９００、Ｏ／Ｎ比＝０．０７）。
【００２５】
（実施例１）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品１                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ６５部
【００２６】
（実施例２）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品２                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ６５部
【００２７】
（実施例３）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品３                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ６５部
【００２８】
（実施例４）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品１                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
２−エチルヘキサン酸                    ２５部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ４０部
【００２９】
（実施例５）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品２                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
２−エチルヘキサン酸                    ２５部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ４０部
【００３０】
（実施例６）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
合成品３                                １５部
モノエタノールアミン                    １０部
２−エチルヘキサン酸                    ２５部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ４０部
【００３１】
（比較例１）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
ポリエチレンイミン（分子量５０００）    １５部
モノエタノールアミン                    １０部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ６５部
【００３２】
（比較例２）
下記の組成物を７５℃で３０分間攪拌して均一溶液とした。
ポリエチレンイミン（分子量５０００）    １５部
モノエタノールアミン                    １０部
２−エチルヘキサン酸                    ２５部
銅含有率５０％の塩基性炭酸銅（II）      １０部
純水                                    ４０部
（試験用薬液）
実施例１〜６及び比較例１〜２で調製した薬液を純水で５０倍に希釈して、試験用薬液とした。
【００３３】
（試験片）
含水量を２０％以下に調整した縦３ｃｍ、横３ｃｍ、長さ５ｃｍのエゾ松の両木口にシリコーン樹脂を塗布して１晩乾燥させてシールしたものを試験片とした。
【００３４】
（試験用薬液による試験片の処理）
容量４Ｌの小型耐圧容器に４個の試験片を入れ、そして、これらの試験片が試験用薬液を入れたときに浮かんでこないように重りに固定した。この小型耐圧容器を密閉して、容器内を９０ｋＰａの状態で１時間減圧した後、調整した試験用薬液２Ｌを吸引導入して、容器内を大気圧に戻した。試験片が試験用薬液に浸漬していることを確認してから、小型耐圧容器を密閉して１．０ＭＰａで３時間加圧した。容器内を大気圧に戻してから薬液を抜き出して、試験片が入った容器内を９０ｋＰａの状態で１時間減圧した。その後、試験片を取り出し、重量を測定した。
【００３５】
（浸透性の評価）
注入量（ｋｇ／ｍ３）＝（処理後重量−処理前重量）／試験片の体積×１０００
（湿潤度の評価）
試験片への湿潤度を測定するために、処理した試験片を５日間乾燥させた後、試験片の中央部を切断し、クロマズロールＳ・酢酸ナトリウム混合水溶液を切断面に塗布した。試験用薬液が湿潤している部分は、濃緑色に発色した。この発色した部分から、試験用薬液の湿潤度を求めた。
湿潤度（％）＝湿潤面積／試験片の断面積×１００
試験結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2005349625.tif 000002
【００３７】
表１から明らかなように、実施例の木材保存用薬液は、比較例の木材保存用薬液と比べて、薬液注入量、湿潤度ともに向上している。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
構成元素に酸素元素を有するポリエチレンイミンと金属化合物とを含む水溶性木材保存剤は、浸透性の悪い木材に十分な防腐性能や防蟻性能を付与することができるため、同用途で有効に利用することができる。